Meglepetések helyett

A fa számtalan célra alkalmas, sokminden készíthető belőle hídtól bölcsőig. Azonban ahhoz, hogy az eredmény jó is legyen, számos dolgot kell figyelembe venni.

Az első lépés a megfelelő fafaj kiválasztása: szinte bármilyen célra található alkalmas fafaj, de nem minden fafaj alkalmas bármilyen célra.  Szabadban álló szerkezetek készítéséhez csak természetesen tartós, a biológiai kártevők (gombák, rovarok) támadásának ellenálló, magas gyanta-, csersav- és töltőanyag tartalmú fákat érdemes használni. Ugyanez igaz az épületek vizes helységeibe szánt berendezésekre is. Beltéri felhasználásnál erre nem kell annyira figyelni, mert rendes körülmények közt beltérben a fát már csak a rovarkártevők veszélyeztethetik.

Át kell gondolni, hogy adott célra megfelelőek-e a kiválasztott fafaj műszaki tulajdonságai: elégséges-e a szilárdsága, megfelelő-e a kopásállósága, keménysége. Szokványos asztalosipari célokra, bútorok, nyílászárók, használati tárgyak készítéséhez a legtöbb fafaj elég szilárd, ezért előzetes vizsgálatok és gépészeti méretezés nélkül is bátran használható, hacsak nem ház, híd, lépcső vagy hasonló szerkezet építése a cél. Azonban például padlóburkolatok, munka- és asztallapok készítésére a puhább fák (a legtöbb fenyőféle, a nyár, cedrella, balsa, stb.) nem igazán alkalmasak, mert kopásállóságuk csekély, felületük igen sérülékeny.

Ha jól záró és tartós felületkezelés (például keleti lakk) nélküli, élelmiszerek tárolására szolgáló tárgyak, edények vagy gyermekjátékok készítéséről van szó, nem árt szem előtt tartani, hogy számos fa túlérzékenyítő vagy mérgező anyagokat tartalmaz. Miután az élelmiszerek vegyileg nem közömbösek, a fajátékokat pedig a kisebb gyermekek gyakran a szájukba veszik, az élelmiszerekben lévő nedvesség vagy az emberi nyál hatására egyes anyagok a fából kioldódhatnak. Nem bölcs dolog gyermekjátékokat vagy konyhai tárgyakat például akácból, tiszafából, wengéből, makoréből, és még sok más, főleg egzotikus fából készíteni.

A készíteni kívánt szerkezet milyensége is szűkíti a felhasználható fák körét. Hajlított tömörfa elemeket csak arra alkalmas, jól hajlítható és rugalmas fákból lehet készíteni. Gőzöléssel vagy melegítéssel a legtöbb fa hajlíthatósága javítható, rétegragasztással pedig szinte minden fából készíthetők hajlított szerkezetek, ám a rétegragasztás szépészeti és/vagy műszaki okokból sok esetben nem használható.

Ha már sikerült kiválasztani az adott célra alkalmas fafajt, fafajokat, akkor gondosan meg kell válogatni a felhasználandó faanyagot. A fának nem minden része alkalmas asztalosipari felhasználásra, és a faanyagokban is előfordulnak a használhatóságot korlátozó hibák. Asztalosipari szerkezeti fának szánt fűrészárut iparilag csak az egyenes és hibátlan növésű fák ágtalan törzsrészéből állítanak elő, mert a törzs ágas részének és az ágaknak faanyaga szabálytalan és kiegyenlítetlen rostszerkezetű, belső feszültségekkel terhelt, ezért vetemedésre és repedésre fokozottan hajlamos. Ez persze nem jelenti azt, hogy a fáknak ezek a részei használhatatlanok, csak gyáripari méretekben nem elég jövedelmező foglalkozni velük. Kis körültekintéssel az ilyen faanyag is jól felhasználható kisebb esztergályozott, faragott tárgyak, dobozok, kisbútorok készítésére. A görbe vagy csavart növésű fából készített fűrészáru szerkezeti faként használhatatlan, mert a nagy mennyiségű átmetszett rost miatt szilárdsága csekély, és a szabálytalan szerkezet miatt erősen és kiszámíthatatlanul vetemedik. A fa felhasználhatóságát nagyban rontja a göcsösség. A göcsök a fa ágainak a törzs fájába benőtt részei. Az élő ágak maradéka a benőtt göcs, az elhalt ágaké a kihulló göcs. A göcsök fája mindig keményebb, tömörebb, rendszerint eltérő, sötétebb színű, mint a fa többi része. A göcsök fája az anyag száradása során erősebben zsugorodik, mint a környező farészek, ezért a göcsökben belső feszültségek, repedések keletkeznek, amik rontják a fa szilárdságát. A kialakuló belső feszültségek a fa vetemedését okozhatják. A göcsök körül hirtelen és erőteljesen változó szálirány miatt a göcsök megnehezítik a faanyag megmunkálását is. Méretük és formájuk alapján a göcsöknek több fajtája különböztethető meg. A faanyag felületén látható mérete szerint megkülönböztetünk 5 mm alatti tűgöcsöt, 15 mm alatti kis göcsöt, 25 mm alatti közepes göcsöt, e fölött pedig nagy göcsöt. Attól függően, hogy a fűrészáru gyártása során hogyan vágták át a göcsöket, azok lehetnek kerek, tojásdad és szárnyas göcsök. Néhány benőtt tűgöcs nincs különösebb hatással a faanyag szilárdságára és alaktartására, de vékonyabb deszkákban és lemezekben, kisebb keresztmetszetű lécekben már a kis göcsök is komoly gondokat okozhatnak. A különféle alakú göcsök a megmunkálás során jelentenek nehézséget. A kerek és tojásdad göcsök a hosszfába ékelődött bütüfát alkotnak, megmunkálásuk a hirtelen megugró forgácsolóerőt leszámítva nemjelent igazi nehézséget. A valódi gondot a szárnyas göcsök jelentik: ezek a göcsök a hosszfába ékelődött keresztszálú darabok, amelyek igencsak hajlamosak a kiszakadásra. A felszakadt szárnyas göcs helyén pedig durva, tépett élű seb marad. A legbölcsebb dolog, amit az asztalos tehet, hogy elkerüli a göcsös anyagokat.

A szabálytalan növésen és a göcsösségen kívül még számos, a faanyag használhatóságát rontó fahiba előfordulhat a rovarrágástól és gombafertőzéstől az álgesztességig, de elméletileg ilyen hibás fűrészáru nem kerülhet a fatelepek asztalos fűrészáru kínálatába. Van azonban egy, nem is minden esetben látható fahiba, a repedés, amely a faanyag felhasználhatóságát igen erősen rontja. A fa repedését több dolog okozhatja, de leggyakoribb oka a faanyag hibás kezelése és szárítása. Bélrepedések minden fafajban előfordulhatnak. Az ilyen repedések a bélből indulnak, és gyakran az anyag felszínéig kiérnek, hosszuk rostirányban néhány centimétertől akár több méterig is terjedhet. A gyűrűs repedés során a fa két szomszédos évgyűrűje mentén válik szét. Akárcsak a bélrepedés, a gyűrűs repedés is lehet kis, de egészen nagy kiterjedésű is. Ha a repedés a bél körüli néhány évgyűrűt foglalja magába, bélelválásnak nevezik, ha viszont a szijács és geszt határán keletkezett, akkor gesztelválásnak. Ez a fahiba gyakori a gyűrűs likacsú lombosfákban, mint az akác és tölgy. A faanyag felszínének és belsejének eltérő ütemű száradása okozza a száradási repedéseket. A száradási repedéseknek számos fajtája fordul elő a bütürepedésektől az oldalrepedésen át a felületi repedésekig.  A különféle száradási repedések a leggyakoribb fahibák. Igen károsak, mert nagymértékben csökkentik a faanyag felhasználhatóságát, rontják szilárdságát, megjelenését.

Súlyosan ronthatja a faanyag minőségét a hibásan végzett mesterséges szárítás is. A túl gyors, kíméletlen szárítás károsítja a faanyag belső szerkezetét, különféle felületi és belső repedéseket, a faanyag berogyását, lépesedését, kéregszáradást okozhat. Az ilyen faanyag a további megmunkálás során erősen vetemedik, a sérült rostszerkezet pedig mind szilárdságát, mind megjelenését jelentősen rontja.

A fa, felépítésének és anyagának köszönhetően, erősen nedvszívó. Természetes körülmények közt a faanyag mindig tartalmaz több-kevesebb nedvességet, teljesen száraz faanyag csak mesterségesen, kemencében,vákuumkamrában állítható elő, és a kiszárított anyag természetes körülmények közé visszahelyezve ismét nedvességet vesz fel. A fában lévő összes nedvesség súlyát általában a teljesen száraz fa súlyánakszázalékában kifejezve adják meg, ez a tiszta vagy nettó nedvességtartalom. Az élőnedves faanyag nedvességtartalma 50~80 százalék. A fa kivágása után annak nedvességtartalma gyorsan csökkenni kezd. Először a szabad víz távozik a faanyag sejtüregeiből. A további száradás során a fa nedvességtartalma eléri a rosttelítettségi határt. Ennek értéke a hőmérséklet és fafaj függvényében változik, de 30 százalékos nedvességtartalom körül van. E határ alatt kezd távozni a fa sejtjeinek falában, a sejtfalat felépítő rostokban lévő kötött nedvesség. A kötött nedvesség elvesztése, a száradás mindaddig zajlik, míg a faanyag el nem éri az egyensúlyi fanedvességet, melynek értéke a környezeti hőmérséklet és a levegő relatív páratartalmának függvényében változik. Ha a faanyag nedvességtartalma a rosttelítettségi határ alá esik, akkor térfogata és mérete csökkenni, alakja változni kezd. A fa nem egynemű anyaga, szerkezetének különleges, nyalábos felépítése miatt azonban ezek a változások sem egységesek, ráadásul függnek a faanyag fajtájától, és egyedről egyedre, sőt egy fából származó anyagon belül is nagy változékonyságot mutatnak. A fának ez a tulajdonsága az, ami igazán megnehezíti az asztalos életét: soha, egyetlen pillanatra sem feledheti el, hogy a fa élő anyag, folyamatosan válaszol a környezet változásaira, "dolgozik", mozog.

A faanyagban a nedvességtartalom változásának hatására bekövetkező változások jól megjósolhatók, azonban pontosan nem kiszámíthatók. A nedvességtartalom csökkenése a faanyag térfogatának csökkenését, növekedése annak növekedését okozza. A térfogatváltozással járó méretváltozások azonban nem egységesek. Szálirányban ("hosszában") a rosttelítettségi határról a teljesen száraz állapotig történő száradás szabályos felépítésű (simaszálú, göcsmentes, egyenes növésű) faanyagban csak elhanyagolható mértékű, 0,1~0,2 százalékos méretcsökkenést okoz (néhány fafajnál ez az érték 0,5 %). A szálirányra merőlegesen ("széltében") ugyanez a fafajtól és a vágás módjától (az évgyűrűk helyzetétől) függően 3~12 százalék. Sugárirányban (az évgyűrűkre merőlegesen) a méretváltozás csak kétharmada-fele a húrirányban (az évgyűrűkkel "párhuzamosan") mérhető változásnak.

A méretváltozást alakváltozás is kíséri, aminek oka egyfelől a különböző irányokban más-más mértékű zsugorodás, másfelől a faanyag sajátos szerkezeti felépítése. A száradás során az évgyűrűk (a faanyag egymásra épülő rétegei) különböző ívhosszuk miatt eltérően zsugorodnak: a rövidebb ívhosszú belső gyűrűk kevésbé, a nagyobb ívhosszú külső gyűrűk erősebben. Ez azt eredményezi, hogy a faanyag a kéreg felé eső oldalán homorúra hajlik, a bél felé eső oldal pedig feldomborodik: az egész olyan hatást kelt, mintha az íves évgyűrűk megpróbálnának kiegyenesedni.

Mindez igen komoly következményekkel jár az asztalosra nézve, megszabja, milyen szerkezeteket készíthet és milyeneket nem, eldönti, mi az, amit lehet, mi az, ami lehetetlen. Hogy miért?

A hétköznapokban a fából készült tárgyak csak elvétve kerülnek olyan környezetbe, amelynek hőmérséklete és páratartalma állandó, ráadásul pontosan megegyezik a tárgy készítésekor a készítés helyén fennálló körülményekkel. A valóságban a kültéri és beltéri faszerkezetek egyaránt ki vannak téve a változó környezet hatásainak. Ez alól csak a sivatagok és a trópusi területek jelentenek kivételt: e területeken a változás mértéke csekély. Magyarország a maga kontinentális éghajlatával, négy évszakával messze áll  az állandóságtól. Télen a hőmérséklet fagypont körüli (-10~+5°C), a páratartalom 80~85 %. Nyáron a hőmérséklet +20~25°C, a páratartalom 50~70 %. A beltéri faszerkezetek gyakran kerülnek légkondicionált és/vagy központi fűtéssel ellátott épületekbe, ahol a levegő páratartalma gyakran a 30 százalékot sem éri el. Mi ezzel a gond? Egy pillantás az egyensúlyi fanedvességet szemléltető táblázatra gyorsan elárulja (a táblázat adatai nem egy adott fafajra vonatkoznak, hanem a gyakrabban használt ipari haszonfák átlagára, de jó közelítéssel használhatók bármely fafajra). A kültéri faszerkezetek egyensúlyi nedvességtartalma nyáron 9~10 százalék, télen 17~19 százalék. Egy akácból készített kerti pad ülőlapjának (ami általában 250~300 mm széles) mérete az évszakok váltakozásával 4~6 millimétert változik. Ha a bútor szerkezete nem teszi lehetővé ezt a változást, a szerkezet sérülni fog (repedés, a kötések lazulása). Egy tömör cseresznyefából készült étkezőasztal lapja (ami általában 750~900 mm széles) névleges méreten van, mikor az asztalos műhelyében elkészítik. Az asztalosműhelyek általában nem légkondicionáltak és nincs bennük központi fűtés, ezért a bennük uralkodó viszonyok közelebb állnak a szabadtéri állapotokhoz, mint a lakások és más belterek körülményeihez. Télen egy asztalosműhelyben vagy bútorüzemben a hőmérséklet 16~20 fok, a páratartalom 55~70 százalék (a munkavédelmi előírások szerint a napi nyolcórás munkavégzéshez 15 fok a megengedhető legalacsonyabb hőmérséklet). Ha az itt készült bútor bekerül egy központilag fűtött vagy légkondicionált helységbe, ahol a hőmérséklet 20 fok, a páratartalom pedig 30 százalék körüli, akkor a száradásból eredő méretváltozás elérheti a 15 millimétert, az ilyen mértékű méretváltozás pedig a károsodáson túl már a szerkezet működését is akadályozhatja. És a nedvességtartalom változásából eredő nehézségek nem csak a nagyobb méretű tárgyak és alkatrészek esetében jelentenek nehézséget. Egy egyszerű fiók magassága is ugyanilyen arányban változik, egy szokványos, 10~12 centiméter magasságú fiók mérete 1-2 milliméterrel is változik a környezet hőmérsékletének és páratartalmának változásával, így a kezdetben tökéletes illesztésű fiók megszorul vagy lötyögős lesz. Így már elég jól érthető mi a gond.

A nehézségek kezelésére három megoldás kínálkozik, azonban ezek sem együttesen, sem külön-külön nem nyújtanak minden esetben alkalmazható, teljes és tökéletes megoldást. Ezek a lehetőségek: az adott célra legmegfelelőbb fajtájú, minőségű és állapotú faanyag értő megválasztása, a faanyag mozgását figyelembevevő szerkezet kialakítása és a faanyag mozgásának megakadályozása rétegragasztott szerkezetek kialakításával.

A legkézenfekvőbb és legegyszerűbb, igaz nem korlátok nélkül való lehetőség a faanyag bölcs megválasztása. A különféle fák anyagának zsugorodása igen eltérő, míg egyes fáknál a térfogatváltozás elérheti a húsz százalékot is, addig más faféléknél ez csak hét-nyolc százalék. A zsugorodás és dagadás okozta méretváltozások csökkentésére érdemes kevéssé zsugorodó fafélét választani, hisz a fa nedvességtartalmának változásából eredő méretváltozás így, pusztán a faanyag megválasztásával, felére-harmadára csökkenthető. Persze a zsugorodás mértéke csak ritkán elsődleges szempont a faanyag kiválasztásánál, azt általában megelőzik egyéb műszaki és szépészeti szempontok. Szerencsére a legnépszerűbb fafélék közül néhánynak a zsugorodása is viszonylag kedvező: a császárfa, a braziliai és indiai rózsafa, az okumé, a teak, a kerti dió, a paduk, az afrikai feketefa, a simafenyő és sok más fa is ilyen.

A fa zsugorodásának mértékén túl másra is érdemes figyelni. Felhasználás előtt a faanyagot a lehető leghosszabb ideig, ha mód van rá, legalább egy-két évig, hevertetni kell, hogy a faanyag, ahogy ezt mondani szokták, "kidolgozhassa magát", a benne lévő feszültségek csökkenhessenek, elüljenek. Az így kezelt faanyag sokkal kevésbé lesz hajlamos a vetemedésre.  Fontos továbbá, hogy a felhasználni kívánt faanyag lehetőség szerint megfelelő nedvességtartalmú legyen. Ez a szabadtéri bútorok készítésénél viszonylag egyszerű, mindössze szakszerűen tárolt, megfelelő ideig hevertetett, légszáraz faanyagot kell választani. Ahogyan az korábban már említésre került, a faanyagok nedvességtartalma a környezeti hőmérséklet és a levegő relatív páratartalmának függvényében változik, a fa nedvességtartalma néhány napos (nagyon kis keresztmetszetek esetén néhány órás) késéssel követi környezetének változásait, míg a faanyag el nem éri az adott környezeti körülményekhez tartozó egyensúlyi fanedvességet. Ezt a nagyjából egyensúlyi állapotban lévő faanyagot szokás légszáraznak nevezni. Mivel a fűrészárut általában fedél alatt, de kültérben (jellemzően színekben), esetleg fűtetlen, jól szellőző tárházakban szokták tárolni, ezért annak állapota a legtöbb esetben épp megfelelő kültéri bútorok és tárgyak készítéséhez. A feladat sokkal nehezebb, már-már lehetetlen, ha beltéri, különösen központi fűtésű és légkondicionált terekbe kerülő tárgyakról van szó. Az ilyen környezetben a levegő páratartalma vagy folyamatosan (légkondicionálásnál), vagy az év jelentős részében (központi fűtésnél) igen alacsony. Ilyen száraz környezetben a faanyagok egyensúlyi nedvességtartalma is igen alacsony, mindössze 6~10 százalék. Elméletben ennyire alacsony nedvességtartalmú faanyagot kéne használni a fa mozgásából, zsugorodásból, vetemedéséből adódó gondok csökkentésére. A legtöbb asztalosműhely viszonyai azonban cseppet sem hasonlítanak a központilag fűtött lakások, légkondicionált irodák viszonyaira, így a bennük tárolt és feldolgozott faanyagok nedvességtartalma is magasabb az e célra kívánatosnál. Nem megoldás a mesterségesen túlszárított faanyag felhasználása sem, mivel az a szárítóhelységből történő kivétel után azonnal nedvességet vesz fel, és néhány órával vagy nappal később már ismét magasabb egyensúlyi fanedvességen van. Az egyetlen valódi, ám kevéssé járható megoldás a faanyagnak a beépítés, felhasználás helyén történő akklimatizálása, a faszerkezet helyszínen történő elkészítése. Ez a bevett, szakszerű módja a tömörfa padlók fektetésének is, nem véletlenül: az így lefektetett padló eresztékei nem fognak néhány hétalatt a fa száradásától ujjnyi szélességűre nyílni. Azonban nem sok megrendelő örülne, ha az asztalos műhellyé varázsolná a lakását.

Az asztalosmesterségnek a kézműves munka fénykorában gyakorta emlegetett ökölszabálya, hogy famunkához csak jó minőségű, egyenes növésű, szabályos szálfutású, fahibáktól (csavarodás, vetemedés, göcsök stb.) mentes faanyagot érdemes használni. Ennek csak egyik oka, hogy a szabálytalan szálfutású faanyagot igen nehéz vagy lehetetlen kéziszerszámokkal hatékonyan feldolgozni. A másik, sokkal nyomósabb ok az, hogy a súlyos fahibák, az erősen szabálytalan szálfutás rontja a faanyag szerkezeti szilárdságát és alaktartását: az ilyen faanyag alkalmatlan szabadon álló, keretezetlen és önhordó alkatrészek (ajtókeretek, oszlopok, lábak stb.) készítésére, mert az anyag veleszületett bizonytalansága miatt az alkatrészek gyorsan alakjukat vesztik. Azonban még a hibátlan faanyag jól megjósolható alak és méretváltozásai is igen komoly műszaki nehézségeket okoznak az asztalosnak, őrültséggel lenne hát határos tovább rontani a saját sorsát. Szóval, már csak bölcs előrelátásból és puszta önérdekből is, mindig az adott célra legmegfelelőbb fajtájú és állapotú, jó minőségű faanyagot célszerű választani. De hogyan?

Néhány sorral korábban már említésre került, hogy a fa különleges anyaga és szerkezeti felépítése okán alak és méretváltozással felel környezete hőmérsékletének és páratartalmának változásaira, s hogy e változások nem egységesek: a fa rostirányban csak elhanyagolható mértékben változtatja méretét, a rostirányra merőlegesen viszont a környezeti változásokat igen jelentős, akár tizenöt~húsz százalékos méretváltozás és jelentős alakváltozás kíséri. Mindez igaz a farönkből előállított fűrészárura is, amely a rönkbéli származási helye szerint "örökli" e jellemzőket. A farönk pallókká és deszkákká történő fűrészelése során két különböző, eltérő megjelenésű és viselkedésű gyártmány készül, készülhet. Ha a rönkből fűrészelt deszkában a faanyag évgyűrűi a deszka lapjaira merőlegesen vagy közel merőlegesen (legfeljebb 30 fokban elhajolva) állnak, a fűrészárut sugármetszésű vagy tükrös faanyagnak szokás nevezni. Ha az évgyűrűk a deszka lapjaival ennél hegyesebb szöget zárnak be ("elfekszenek"), azt húrmetszésű faanyagnak szokás nevezni. (Gyakran előfordul, különösen a kisebb átmérőjű rönkökből vágott anyagnál, hogy a palló vagy deszka egyik széle mentén az évgyűrűk állnak, ám a másik szél mentén már elfekszenek, az ilyen, átmeneti jellegű anyagot féltükrös faanyagnak nevezik.) E kétféle fűrészáru jellemzői több tekintetben is erősen eltérnek. Ezek közül az egyik a különböző megjelenés: a sugármetszésű faanyagon az évgyűrűk párhuzamosan futó vonalakként jelennek meg, a nagyméretű vagy csoportos bélsugársejtekkel rendelkező fajoknál pedig az ilyen anyagon láthatóak e sejtek teljes pompájukban (tölgy, akác, éger, boglárfa stb.), míg a húrmetszésű faanyagon az évgyűrűk összetartó, hajlott vonalakként, számos esetben a térképészeti szintvonalakra emlékeztető rajzolatot alkotva jelennek meg, hullámos rostú faanyagban pedig gyakran lélgzetelállító mintázatot adnak. Most azonban fontosabbak számunkra a műszaki tulajdonságok eltérései.